Однофазный Трансформатор Устройство Принцип Действия

февраля 07, 2013 | рубрики

Если принять, что:

то величины ЭДС мо­гут быть определены из уравнения:

следующим образом:

Таким образом, ЭДС e10 и e20 по отношению к магнитному потоку Φ0 сдвинуты на угол -π/2 , т.е. во времени эти ЭДС отстают от Φ0 на электрический угол 90°.

Действующие значения этих ЭДС равны:

Отношение ЭДС обмотки ВН к ЭДС обмотки НН в режиме холостого хода называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой k.

Для понижающего трансформатора:

По своему действию ЭДС Е10 и Е20 различны. ЭДС Е10 является противоэдс, по отношению к приложенному напряжению U1 она сдвинута на угол, примерно равный 180°эл. При холостом ходе трансформатора первичное напряжение U1 почти полностью уравновешивается противоэлектродвижущей силой, т.е.:

ЭДС Е20 является активной электродвижущей силой и при подключении вторичной обмотки к нагрузке она поддерживает ток в цепи. При холостом ходе . Поэтому для коэффициента трансформации k можно записать:

В основу работы трансформатора положен принцип электромагнитного взаимодействия двух или, в общем случае, любого числа контуров (обмоток), неподвижных друг относительно друга. Количественно это взаимодействие определяется уравнением

где e — мгновенное значение индуктируемой в контуре ЭДС; ψ- потокосцепление; w — число витков контура; Φ — магнитный поток взаимной индукции.

Рис. 1 — Принципиальная схема простейшего трансформатора

Принципиальная схема простейшего однофазного двухобмоточного трансформатора приведена на рис.1. Работает он следующим образом. При подключении первичной обмотки с числом витков w1 к сети переменного тока с синусоидальным напряжением u1 в обмотке возникает ток i0, называемый током холостого хода и создающий магнитодвижущую силу (МДС) F0 = i0w1, под действием которой по сердечнику замыкается синусоидально изменяющийся во времени магнитный поток Φ0. Этот поток называют основным магнитным потоком, или магнитным потоком взаимоиндукции.

Поток Φ0 пронизывает обе обмотки и индуктирует в них ЭДC e10 и e20 соответственно. Этот процесс может быть представлен логической цепочкой взаимодействий. Применение сердечника из электротехнической стали умень­шает магнитное сопротивление Rμ магнитному потоку Φ0 и служит для усиления электромагнитной связи между обмотками. В соответствии с законом Ома для магнитной цепи